(57)【要約】【課題】  ループフィルタを挿入／非挿入して符号化した信号の復号化時に、ループフィルタの挿入／非挿入の検出を容易にできるようにした動画像符号化装置を実現する。【解決手段】  量子化された入力画像の１スライス画像中のマクロブロックの平均量子化値を平均値算出部２５４で求めて量子化閾値と第１比較部２５６で比較し、量子化値の分散値を分散値算出部２５１で求めて分散閾値と比較部２５３で比較し、第１比較部での比較結果が所定量子化値よりも小さく、分散値も小さい場合にループフィルタをオフとし、量子化値及び分散値が大きい場合はフィルタレベル決定部２５７によりループフィルタをオンと決定し、ループフィルタをオンする直前のマクロブロック迄のループフィルタがオフとされるマクロブロックが連続して存在する場合は、その区間をスライス区間決定部１９３により新たなスライス区間に決定して符号化するようにして構成した。【選択図】      図１
2006101397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め水平方向に複数のスライスによって分割された入力画像を符号化する際に、この符号化された入力画像の復号時に発生するブロックノイズをループフィルタを用いて低減する動画像符号化装置において、
前記入力画像を周波数成分に対応する係数に変換するＤＣＴ変換部と、
前記周波数に対応する係数を量子化して量子化値を出力する量子化部と、
前記量子化された前記入力画像のうちの１スライス画像中のマクロブロックの平均量子化値を求める平均値算出部と、
前記平均量子化値と予め定められた量子化閾値とを比較する第１比較部と、
前記マクロブロック内の量子化値の分散値を求める分散値算出部と、
前記分散値と予め定められた分散閾値とを比較する第２比較部と、
前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも小さい場合及び又は前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも小さい場合に、前記ループフィルタをオフする信号を出力し、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも大きい場合、かつ前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも大きい場合に前記ループフィルタをオンする信号を出力するフィルタレベル決定部と、
前記フィルタレベル決定部から前記ループフィルタをオンする信号が出力された場合に、前記スライスされた入力画像の最初のマクロブロックから前記ループフィルタをオンする直前のマクロブロック迄前記ループフィルタをオフするマクロブロックが連続して存在する場合は、その連続して存在するマクロブロックの区間を新たなスライス区間として決定し、前記新たなスライス区間の先頭にヘッダを付加するスライス区間決定部と、
を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
予め水平方向に複数のスライスによって分割された入力画像を符号化する際に、この符号化された入力画像の復号時に発生するブロックノイズをループフィルタを用いて低減させることを機能させる動画像符号化プログラムにおいて、
前記入力画像を周波数成分に対応する係数に変換するＤＣＴ変換部と、
前記周波数に対応する係数を量子化して量子化値を出力する量子化部と、
前記量子化された前記入力画像のうちの１スライス画像中のマクロブロックの平均量子化値を求める平均値算出部と、
前記平均量子化値と予め定められた量子化閾値とを比較する第１比較部と、
前記マクロブロック内の量子化値の分散値を求める分散値算出部と、
前記分散値と予め定められた分散閾値とを比較する第２比較部と、
前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも小さい場合及び又は前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも小さい場合に、前記ループフィルタをオフする信号を出力し、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも大きい場合、かつ前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも大きい場合に前記ループフィルタをオンする信号を出力するフィルタレベル決定部と、
前記フィルタレベル決定部から前記ループフィルタをオンする信号が出力された場合に、前記スライスされた入力画像の最初のマクロブロックから前記ループフィルタをオンする直前のマクロブロック迄前記ループフィルタをオフするマクロブロックが連続して存在する場合は、その連続して存在するマクロブロックの区間を新たなスライス区間として決定し、前記新たなスライス区間の先頭にヘッダを付加するスライス区間決定部と、
を制御手段により実行させる機能を備えたことを特徴とする動画像符号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号をブロックに分割して変換符号化する際に、ブロックノイズが生じると想定されるブロックを予めブロックノイズ除去処理して圧縮符号化すると共に、圧縮符号化された信号の復号化時には符号化時と同一のブロックノイズ除去処理された参照画像を生成して復号化するための符号化信号を生成する動画像符号化装置及び動画像符号化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近になり、通信や蓄積の分野における画像の高能率圧縮符号化方法として、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）−４やＨ．２６４等が広く用いられている。それらの符号化方式では画像から空間及び時間に係る冗長度を取り除いた符号化信号を得ている。離散コサイン変換（Discrete Cosine Transform、以下ではＤＣＴと称する）などの直行変換と、変換して得られた係数を量子化処理することにより空間冗長度を取り除いている。この量子化処理により、係数値が小さい周波数成分の値を０にしても量子化処理で用いられる量子化スケールが小さければ画質劣化は目立ちにくくできる。また時間方向の冗長度を取り除くためには、動き補償が用いられる。動き補償では、例えば１６×１６画素のマクロブロックを単位として、参照フレームから最も近い領域を選び出し、その差分値を符号化する。動きベクトル量が小さい場合には差分値はほぼ０となり、時間的冗長度を削減できる。
【０００３】
ここで、符号化時の圧縮率を高くすると符号化ノイズが生じ、画質が劣化する。符号化ノイズの代表的なものとして、ブロックノイズ（ブロック歪みとも呼ばれ、ブロック境界がはっきりとタイル状に見えるノイズ）及びモスキートノイズ（分割したブロックの近辺で蚊が飛んでいるように見えるノイズ）がある。ブロックノイズ及びモスキートノイズは、アナログ系のノイズとは異なり、画質劣化として大きく目立ち易いためこれらのノイズを除去する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、ブロックノイズが発生するブロック境界又はモスキートノイズが発生するブロックを確実に検出し、それらのノイズを除去するために、入力される画像に対する動き補償予測、ブロック単位の直交変換及び量子化の各処理を用いて符号化された符号列から、各ブロックについての直交変換係数及び動きベクトルを含んだ符号化情報を符号化情報抽出ステップにより抽出し、抽出された各ブロックの動きベクトルに基づいて、参照フレームから各ブロックの参照領域を参照領域抽出ステップにより求め、求められた各ブロック及びその参照領域に重なる参照フレーム内のブロックに係る直交変換係数の各周波数成分の分布に基づいて、除去すべき符号化ノイズを発生するブロックを符号化ノイズ検出ステップにより検出し、ノイズを発生させるとして検出されたブロックの各画素ブロックの境界をフィルタ処理し、ブロックノイズを除去した画像を出力するようにしたブロックノイズの検出及び除去方法が開示されている。
【０００５】
非特許文献１には、即ちＭＰＥＧ（moving picture experts group）−４のＡＶＣ（Advanced Video Coding）には、マクロブロックを符号化して得られる符号化情報と、そのマクロブロックに隣接するマクロブロックを符号化して得られる隣接ブロック符号化情報とを基に発生されるブロック歪の強さを検出し、その検出に基づいてブロックノイズフィルタ処理を行う方法について記述されている。即ち、ブロック歪の強さはＢＳ（Boundary strength）値として求められる。Ｂｓ値としては０〜４が定義されている。Ｂｓ値の検出は、符号化されるマクロブロックのピクチャタイプ、符号化モードがフレームモードであるかまたはフィールドモードであるか、動きベクトルの大きさや方向、参照画像の枚数、参照画像の異なり、及びブロックに有意な係数が存在するかなどに応じて行われる。Ｂｓ値０はブロックノイズ除去フィルタを用いない場合であり、Ｂｓ値１は小さなブロックノイズ除去特性を与える場合である。Ｂｓ値の増加と共に除去特性も増加し、Ｂｓ値４は最も大きなブロックノイズ除去特性を与える場合である。なお、ブロックノイズフィルタの挿入処理を実行又は実行しないためのフィルタＯｎ／Ｏｆｆが選択できるようになされている。
【特許文献１】特開２００１−２０４０２９号公報
【非特許文献１】ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特特許文献１に示されている方法では、適正なＢｓ値を検出し、検出されたＢｓ値を用いてフィルタ処理を行いつつ符号化を行うと共に、復号化側でも符号化側と同一のＢｓ値を検出し、そのＢｓ値を基にフィルタ処理のなされた参照画面を生成するようにして復号化を行う。ここで符号化側のＢｓ値と復号化側のＢｓ値に異なりがあると、符号化側と復号化側のそれぞれの参照画像が同一とならなく復号化された画像に歪が含まれる。符号化側でブロックごとに求められるＢｓ値を復号化側に伝送すれば、復号化側では同一のＢｓ値を用いてフィルタ処理を行うことが出来るものの、ブロックごとのＢｓ値情報を伝送することは符号化効率が劣化するためＢｓ値は復号化側で入力される符号化信号を基に求めている。そのＢｓ値は、符号化される信号の動きベクトルの大きさ、ベクトル方向の一致性、直行変換して得られる係数値にブロック歪が発生しやすい有意な係数が存在するかのそれぞれについて、マクロブロックのピクチャタイプ、符号化モードがフレームモードかフィールドモードか、及び参照画像の枚数などが参照されて求められる。復号化側でも、上記と同様な演算処理がなされて求められる。復号化を簡易に行う場合であっても上記の演算処理により符号化時に用いられたと同一のＢｓ値をブロックのそれぞれごとに求めて復号化を行わなければ新たな復号歪が生じてしまう。そのためのＢｓ値の演算を符号化される全てのブロックについて行う必要があるなど復号化装置における信号処理量が大きかった。
【０００７】
特許文献１に示される方法では、符号化時にＢｓ値を求めてブロック歪の発生を少なくするフィルタ処理を行わなく、ブロック歪の低減処理は専ら復号化側でブロック歪を与えるブロックを検出し、検出されたブロックの信号をフィルタ処理することによりブロック歪を低減させている。従って、復号化された画像に含まれるブロック歪は低減されるものの復号化される画像の高域成分も同時に減衰されるため復号化画像の品質が劣化する。復号化を簡易に行う復号化装置の場合は装置の構成に応じた画質の復号化映像信号を得ることは出来るものの高機能な復号化装置の場合ではブロック歪の発生を低減させ、且つ高品質な復号化映像信号を得る復号化装置を実現することはできなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、符号化装置側においてループフィルタの挿入が必要な箇所を決定し、その決定によりループフィルタを挿入するようにしてブロック歪を低減させる符号化を最小の符号量の増加で行うと共に、復号化装置側ではループフィルタの挿入及び非挿入の決定に係る演算を行うための信号処理量を低下させ、高品質な復号化映像信号が得られるようにした動画像符号化装置及び動画像符号化プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明における第１の発明は、予め水平方向に複数のスライスによって分割された入力画像を符号化する際に、この符号化された入力画像の復号時に発生するブロックノイズをループフィルタを用いて低減する動画像符号化装置において、前記入力画像を周波数成分に対応する係数に変換するＤＣＴ変換部と、前記周波数に対応する係数を量子化して量子化値を出力する量子化部と、前記量子化された前記入力画像のうちの１スライス画像中のマクロブロックの平均量子化値を求める平均値算出部と、前記平均量子化値と予め定められた量子化閾値とを比較する第１比較部と、前記マクロブロック内の量子化値の分散値を求める分散値算出部と、前記分散値と予め定められた分散閾値とを比較する第２比較部と、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも小さい場合及び又は前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも小さい場合に、前記ループフィルタをオフする信号を出力し、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも大きい場合、かつ前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも大きい場合に前記ループフィルタをオンする信号を出力するフィルタレベル決定部と、前記フィルタレベル決定部から前記ループフィルタをオンする信号が出力された場合に、前記スライスされた入力画像の最初のマクロブロックから前記ループフィルタをオンする直前のマクロブロック迄前記ループフィルタをオフするマクロブロックが連続して存在する場合は、その連続して存在するマクロブロックの区間を新たなスライス区間として決定し、前記新たなスライス区間の先頭にヘッダを付加するスライス区間決定部と、を備えたことを特徴とする動画像符号化装置を提供する。
第２の発明は、予め水平方向に複数のスライスによって分割された入力画像を符号化する際に、この符号化された入力画像の復号時に発生するブロックノイズをループフィルタを用いて低減させることを機能させる動画像符号化プログラムにおいて、前記入力画像を周波数成分に対応する係数に変換するＤＣＴ変換部と、前記周波数に対応する係数を量子化して量子化値を出力する量子化部と、前記量子化された前記入力画像のうちの１スライス画像中のマクロブロックの平均量子化値を求める平均値算出部と、前記平均量子化値と予め定められた量子化閾値とを比較する第１比較部と、前記マクロブロック内の量子化値の分散値を求める分散値算出部と、前記分散値と予め定められた分散閾値とを比較する第２比較部と、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも小さい場合及び又は前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも小さい場合に、前記ループフィルタをオフする信号を出力し、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも大きい場合、かつ前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも大きい場合に前記ループフィルタをオンする信号を出力するフィルタレベル決定部と、前記フィルタレベル決定部から前記ループフィルタをオンする信号が出力された場合に、前記スライスされた入力画像の最初のマクロブロックから前記ループフィルタをオンする直前のマクロブロック迄前記ループフィルタをオフするマクロブロックが連続して存在する場合は、その連続して存在するマクロブロックの区間を新たなスライス区間として決定し、前記新たなスライス区間の先頭にヘッダを付加するスライス区間決定部と、を制御手段により実行させる機能を備えたことを特徴とする動画像符号化プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、量子化された入力画像のうちの１スライス画像中のマクロブロックの平均量子化値を求める平均値算出部と、前記平均量子化値と予め定められた量子化閾値とを比較する第１比較部と、前記マクロブロック内の量子化値の分散値を求める分散値算出部と、前記分散値と予め定められた分散閾値とを比較する第２比較部と、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも小さい場合及び又は前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも小さい場合に、ループフィルタをオフする信号を出力し、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも大きい場合、かつ前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも大きい場合に前記ループフィルタをオンする信号を出力するフィルタレベル決定部と、前記フィルタレベル決定部から前記ループフィルタをオンする信号が出力された場合に、前記スライスされた入力画像の最初のマクロブロックから前記ループフィルタをオンする直前のマクロブロック迄前記ループフィルタをオフするマクロブロックが連続して存在する場合は、その連続して存在するマクロブロックの区間を新たなスライス区間として決定し、前記新たなスライス区間の先頭にヘッダを付加するスライス区間決定部とを備える格別な構成があるので、符号化装置側においてループフィルタの挿入が必要な箇所を決定し、その決定によりループフィルタを挿入するようにしてブロック歪を低減させる符号化を最小の符号量の増加で行うと共に、復号化装置側ではループフィルタの挿入及び非挿入の決定に係る演算を行うための信号処理量を低下させ、高品質な復号化映像信号が得られるようにした動画像符号化装置及び動画像符号化プログラムを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の各実施例に係る動画像符号化装置及び動画像符号化プログラムについて図１〜図６を用いて説明する。
図１は、本発明の実施に係る動画像符号化装置の概略の構成例を示すブロック図である。
図２は、本発明の実施に係るループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部の構成例を示す図である。
図３は、本発明の実施に係るループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定動作を説明するための図である。
図４は、本発明の実施に係る動画像符号化装置のヘッダ生成部の構成例を示す図である。
図５は、本発明の実施に係る動画像符号化装置の動作をフローチャートで示した図である。
図６は、本発明の実施に係る動画像符号化装置の要部の動作をフローチャートで示した図である。
【００１２】
その動画像符号化装置及び動画像符号化プログラムに係る動画像符号化装置は、符号化装置側においてＢｓ（Boundary strength）値を求めつつブロック歪を低減させる符号化を最小の符号量の増加で行うと共に、復号化装置側ではループフィルタの挿入及び非挿入の決定に係る演算を行うための信号処理量を低下させ、高品質な復号化映像信号が得られるようにした動画像符号化装置及び動画像符号化プログラムを実現するという目的を、量子化された入力画像のうちの１スライス画像中のマクロブロックの平均量子化値を求める平均値算出部と、前記平均量子化値と予め定められた量子化閾値とを比較する第１比較部と、前記マクロブロック内の量子化値の分散値を求める分散値算出部と、前記分散値と予め定められた分散閾値とを比較する第２比較部と、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも小さい場合及び又は前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも小さい場合に、ループフィルタをオフする信号を出力し、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも大きい場合、かつ前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも大きい場合に前記ループフィルタをオンする信号を出力するフィルタレベル決定部と、前記フィルタレベル決定部から前記ループフィルタをオンする信号が出力された場合に、前記スライスされた入力画像の最初のマクロブロックから前記ループフィルタをオンする直前のマクロブロック迄前記ループフィルタをオフするマクロブロックが連続して存在する場合は、その連続して存在するマクロブロックの区間を新たなスライス区間として決定し、前記新たなスライス区間の先頭にヘッダを付加するスライス区間決定部とを備えるようにして実現した。
【００１３】
動画像符号化装置の構成について述べる。
図１に示す動画像符号化装置はイントラ予測部１１、動き補償部（ＭＣ；Motion Compensation）１２、動き予測部（ＭＥ；Motion Estimation）１３、減算部１４、変換部１５、量子化部１６、エントロピ符号化部１７、メモリ１８、ヘッダ生成部１９、逆量子化部２１、逆変換部２２、加算部２３、復号画像メモリ２４、ループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部２５、ループフィルタ部２６、及びＤＰＢ（Decoded Picture Buffer）２７より構成される。減算部１４及び加算部２３には、端子ａ及び端子ｂを有し入力される信号を切り換えるスイッチＳＷ１が接続される。ＤＰＢ２７には、端子ａ及び端子ｂを有し入力される信号を切り換えるスイッチＳＷ２が接続される。イントラ予測部１１、動き補償部１２、動き予測部１３及び減算部１４には画像信号が入力される。ヘッダ生成部１９からは符号化された信号が出力される。
図２に示すループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部２５は、分散値算出器２５１、閾値設定器２５２、比較器２５３、平均値算出器２５４、閾値設定器２５５、比較器２５６、フィルタレベル決定器２５７より構成される。
図４に示すヘッダ生成部１９は、スライスヘッダ読込み器１９１、ループフィルタｏｆｆ情報係数器１９２、スライス区間決定器１９３、スライス情報更新器１９４、及びスライスヘッダ書換え器１９５より構成される。
【００１４】
動画像符号化装置の動作について述べる。最初にフレーム内画像（イントラ画像）の符号化について述べ、次にブロックノイズを低減して行うフレーム間画像（動き補償画像）の符号化について述べる。
まず、水平方向及び垂直方向の画素数がそれぞれ１６であるマクロブロックの画像が水平方向に複数配列されるスライスの画像が減算部１４の一方の端子に入力される。減算部１４の他方の端子にはイントラ予測部１１で予測されて生成されたイントラ画像がスイッチＳＷ１を介して入力され、入力画像とイントラ予測画像の差成分が得られる。変換部１５では得られた差成分の画像が水平方向及び垂直方向の画素数がそれぞれ４画素である複数のブロック画像に分割され、分割して得られたブロック画像はＤＣＴ（discrete cosine transform）変換され、係数データが得られる。係数データは量子化部１６で量子化される。量子化されたデータはエントロピ符号化部１７で可変長符号化され、メモリ１８に一時記憶された後ヘッダ生成部１９で後述のヘッダ情報が付されて生成される圧縮符号化信号が出力されると共に、量子化部１６で量子化されたデータは逆量子化部２１に入力されて逆量子化される。逆量子化して得られる係数データは逆変換部２２で逆ＤＣＴ変換される。逆ＤＣＴ変換して得られた差成分は加算部２３でイントラ予測部１１から出力される画像と加算され復号化画像データが得られる。復号化画像データは復号画像メモリ２４に一時記憶されると共に上記のイントラ予測部１１でのフレーム内符号化に係るイントラ画像予測画像として使用される。
【００１５】
復号画像メモリ２４に一時記憶された画像はフレーム間予測画像として用いられる。フレーム間予測画像の復号時に生じるブロックノイズは、それぞれのブロックをＤＣＴ変換して得られる量子化値が大きく、且つ隣接するブロック間における量子化値のばらつきが大きいときである。量子化部１６で得られる係数データはループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部２５に入力され、復号化時におけるブロックノイズの発生が予測される。スイッチＳＷ２の投入極性はループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部２５により制御される。ブロックノイズが発生されないとして決定される場合にスイッチＳＷ２はａ側に投入され、ブロックノイズが発生されるとして決定された場合にはｂ側に投入される。ループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部２５からは、発生が予測されるブロックノイズの大きさに応じて０〜４のＢｓ（Boundary strength）値が出力される。Ｂｓ値が０として出力される場合はブロックノイズ減衰用ループフィルタを用いない場合でありスイッチＳＷ２はａ側に投入される。Ｂｓ値が１〜４として出力される場合は、ループフィルタ部２６の特性はＢｓ値に応じた特性に設定される。スイッチＳＷ２はｂ側に投入される。ＤＰＢ２７にはＢｓ値に応じた特性でフィルタ処理された復号画像に入力され、そこに一時記憶される。
【００１６】
動き予測部１３では、ＤＰＢ２７のフィルタ処理された復号画像と入力される画像信号とが比較されて動きベクトルが求められる。動き補償部１２では、動き予測部１３で求められた動きベクトルとＤＰＢ２７に記憶される復号画像とが用いられて動き予測画像が生成される。フレーム内符号化画像の符号化時にはスイッチＳＷ１はｂ側に投入されており、
減算部１４では入力される画像信号から動き予測画像が減算された差の信号成分が生成される。差の信号成分はイントラ画像でなされたと同様にして変換部１５以降でＤＣＴ変換される。ヘッダ生成部１９からは符号化して生成された圧縮符号化信号が出力される。
【００１７】
出力された圧縮符号化信号は図示しない動画像復号化装置により復号化される。動画像復号化装置は、いわゆるＨ．２６４で符号化された信号を復号化する装置と同様に構成される。即ち動画像復号化装置はヘッダ生成部１９で生成されたヘッダ信号を読み出し、読み出されたヘッダ信号を基にエントロピ復号化を行い量子化値が得られる。得られた量子化値は逆量子化部２１、逆変換部２２、加算部２３、及び復号画像メモリ２４による処理と同一の処理がなされて復号化画像データが得られる。また、量子化値は逆量子化部２１と同一の処理がなされて係数データが得られ、ループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部２５と同様の処理により０〜４のＢｓ値が求められる。求められたＢｓ値に応じてループフィルタ処理された復号画像が得られる。
【００１８】
ここで、Ｂｓ値を求める演算処理は全てのブロックについて行う必要があり、その処理は煩雑である。そこで、スライスを構成するすべてのマクロブロックのループフィルタ処理がＯｆｆとされて符号化された場合は、スライスヘッダに、そのスライスに係る全てのブロックはＢｓ＝０とされる情報を記述することにより復号化装置側でＢｓ値を求めるための演算処理が不要となる。全てのブロックに係るＢｓ値情報をスライスヘッダに記述した圧縮符号化信号を生成する方法はあるものの、全てのブロック毎のＢｓ値情報を伝送するのは符号化効率を劣化させるため好ましくない。そこで、全てのブロックのＢｓ値が０であるスライスのヘッダにはＢｓ値が０であることを記述する。また、Ｂｓ値が０でないマクロブロックが生じ、且つそれ以前のマクロブロックのＢｓ値が連続して０である場合には新たなスライスを定め、全てのブロックのＢｓ値０であると記述するヘッダ情報と共に符号化信号を生成する。復号化装置側では、Ｂｓ値を求めるための演算処理ステップが減少する。新たなスライスの生成は、ブロックのＢｓ値が０であるマクロブロックが所定数以上連続して生じたときにのみ実行し、新たなスライスヘッダの挿入に伴う符号化効率の低下を小さくする。
【００１９】
次に、図２を参照し、ループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部２５について詳細に説明する。
まず、変換部１５でＤＣＴ変換され、量子化部１６で量子化されたブロックごとの係数値は平均値算出器２５４に入力されて平均値が算出されると共に、分散値算出器２５１に入力され分散値が求められる。ここで大きな値の分散値が得られる場合は、それぞれのブロックごとの画像信号レベルが均一ではなく、それぞれのブロックの境界においてブロックノイズが生じやすい場合である。閾値設定器２５２にはブロックノイズの発生が予測されるためループフィルタ処理が必要であるとされる閾値Ｔが格納されている。比較器２５３は分散値算出器２５１から入力される分散値と閾値設定器２５２から入力される閾値Ｔとを比較し、分散値のほうが大きいときにはループフィルタ処理の実行に係る比較結果を出力する。平均値算出器２５４で求められたそれぞれのブロックに係る係数値は閾値設定器２５５により設定される閾値と比較器２５６で比較される。比較器２５６からは係数の平均値の方が閾値より大きいときにはループフィルタ処理を実行させるための信号が出力される。フィルタレベル決定器２５７では比較器２５３及び比較器２５６から入力されるそれぞれの比較出力を基にループフィルタ２６及びスイッチＳＷ２を駆動するための制御信号が生成され、出力される。
【００２０】
ここで、閾値設定器２５５で設定される閾値は分散値算出器２５１から出力される分散値の大きさにより可変される。
図３は、分散値算出器２５１から出力される分散値の大きさと閾値設定器２５５により設定される閾値との関係を示している。閾値設定器２５５により設定される閾値は分散値算出器２５１から出力される分散値の値が増加するに従って、小さな閾値に設定される。同図において網点で示される部分でループフィルタがＯｎとされる。なお、ループフィルタがＯｎとされる領域にはループフィルタの特性に係る図示しないＢｓ値ごとの特性が規定されており、左上方向で大きなＢｓ値が設定される。
【００２１】
図４を用いて、新たなスライスを生成する際のスライスヘッダの生成について説明する。
まず、ループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部２５から出力されるループフィルタのＯｎ／Ｏｆｆに係る情報はループフィルタｏｆｆ情報係数器１９２に入力される。そこではブロックごとに出力されるＯｎ／Ｏｆｆ情報を基にマクロブロック毎のＯｎ／Ｏｆｆが調べられ、スライスの最初のマクロブロックからループフィルタが連続してＯｆｆとされるマクロブロックの数が計数される。ここで、ループフィルタがＯｎとされるマクロブロックが検出され、且つその手前の所定数以上のマクロブロックのループフィルタが連続してＯｆｆであるとして計数されるときには、スライス区間決定器１９３で連続してＯｆｆとされる複数のマクロブロックが新たなスライス区間として定められる。スライスヘッダ読込み器１９１では、エントロピ符号化部１７から出力されるスライスヘッダ情報が読込まれる。スライス情報更新器１９４ではスライスヘッダ読込み器１９１から供給されるスライスヘッダ情報と、スライス区間決定器１９３から供給される新たなスライス区間情報とを基に新たなスライス区間に係るスライスヘッダ情報が生成される。新たなスライスヘッダには、その区間の全てのマクロブロックのループフィルタはＯｆｆとされる情報が記述される。スライスヘッダ書換え器１９５では、エントロピ符号化部１７で可変長符号化され、スライスヘッダが付されてメモリ１８に一時記憶されている圧縮符号化信号のスライスヘッダが書換えられて出力される。
【００２２】
図５を参照して動画像符号化装置の信号の流れを説明する。
まず、Ｓ（ステップ）７１で画像信号が入力される。Ｓ７２では、入力画像がイントラ（フレーム内符号化）画像であるかが検出される。フレーム内画像の場合にはＳ７３でイントラ予測がなされる。フレーム内画像でない場合にはＳ７４で動きベクトルが算出され、Ｓ７５で動き予測がなされる。イントラ予測された画像及び動き予測された水平及び垂直のそれぞれが４画素である画像はＳ７６でＤＣＴ変換がなされる。ＤＣＴ変換して得られた係数値はＳ７７で量子化される。Ｓ７７で得られた係数の一方はエントロピ符号化部１７で可変長符号化がなされて圧縮符号化信号が生成され、係数の他方はＳ７８で逆量子化及び逆ＤＣＴがなされる。Ｓ７９で復号画像が作成される。Ｓ８１では量子化値の分散値と量子化値の平均値とを基にループフィルタの係数に係るＢｓ値が求められる。
【００２３】
Ｓ８２でループフィルタがＯｆｆであるとして検出されるときにはＳ８３でフィルタがＯｆｆとされるブロック数、ないしはマクロブロックの数が計数され、Ｓ８９に進む。Ｓ８２でループフィルタがＯｎであるとして検出されるときにはＳ８４でループフィルタ処理を行った後、Ｓ８５でフィルタＯｆｆとされるマクロブロックの数が所定数、例えばスライスを構成するマクロブロックの数の半分以上であるかが検出される。マクロブロックの数が所定数以上であるときにはＳ８６で新たなスライス構造の符号化信号とされるためのヘッダの更新情報が生成され、Ｓ８７でスライスヘッダの書換えが行われる。Ｓ８７の後、及びＳ８５でのＯｆｆ計数値が所定数以下の場合に、Ｓ８３で計数されているフィルタＯｆｆの計数値はクリアされる。Ｓ８９では画像は参照画像であるか又は動き補償画像であるかが検出され、参照画像である場合はＳ９１で復号画像は参照画像として保持される。Ｓ９２でエントロピー符号化がなされる。Ｓ９３で入力画像は更にあるかが検出され、更にある場合にはＳ７１からの動作が繰り返される。
【００２４】
図６を参照し、ループフィルタ計数決定処理について更に述べる。
Ｓ７９で復号画像を作成した後に、Ｓ８１１でマクロブロック全体の量子化値の分散が求められる。Ｓ８１２で、量子化分散値が閾値Ｔより小さいかが検出される。小さい場合はＳ８１３でループフィルタフラグがＯｆｆとされる。小さくない場合にはＳ８１４でマクロブロック内の平均量子化値が算出される。Ｓ８１５で平均量子化値は、例えば計数値の１５に相当する量子化値に対して図４に示した量子化分散値の補正を行って得られる重み付け平均値よりも小さいかが検出される。小さいときにはＳ８１６でループフィルタフラグがＯｆｆとされる。小さくないときにはＳ８１７でループフィルタフラグがＯｎとされる。Ｓ８１３、Ｓ８１６、及びＳ８１７のステップ終了後Ｓ８２の動作がなされる。
【００２５】
以上のように、本実施例の動画像符号化装置によれば、量子化された入力画像のうちの１スライス画像中のマクロブロックの平均量子化値を求める平均値算出部２５４と、前記平均量子化値と予め定められた量子化閾値とを比較する第１比較部２５６と、前記マクロブロック内の量子化値の分散値を求める分散値算出部２５１と、前記分散値と予め定められた分散閾値とを比較する第２比較部２５３と、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも小さい場合及び又は前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも小さい場合に、ループフィルタ２６をオフする信号を出力し、前記第１比較部での比較結果が予め定められた量子化値よりも大きい場合、かつ前記第２比較部での比較結果が予め定められた分散値よりも大きい場合に前記ループフィルタをオンする信号を出力するフィルタレベル決定部２５７と、前記フィルタレベル決定部から前記ループフィルタをオンする信号が出力された場合に、前記スライスされた入力画像の最初のマクロブロックから前記ループフィルタをオンする直前のマクロブロック迄前記ループフィルタをオフするマクロブロックが連続して存在する場合は、その連続して存在するマクロブロックの区間により新たなスライス区間として決定し、前記新たなスライス区間の先頭にヘッダを付加するスライス区間決定部１９３とを備える格別な構成があるので、符号化装置側においてループフィルタの挿入が必要な箇所を決定し、その決定によりループフィルタを挿入するようにしてブロック歪を低減させる符号化を最小の符号量の増加で行うと共に、復号化装置側ではループフィルタの挿入及び非挿入の決定に係る演算を行うための信号処理量を低下させ、高品質な復号化映像信号が得られるようにした動画像符号化装置及び動画像符号化プログラムを実現できる。
【００２６】
その動画像符号化装置では、スライス内の全てのブロックのループフィルタがＯｆｆとされて符号化される圧縮符号化信号と、ループフィルタがＯｎとされて符号化されるブロックを含むスライスの圧縮符号化信号に分けて伝送することにより、復号化装置側では全てのブロックのループフィルタがＯｆｆとされるスライスの符号化信号についてはＢｓ値を求める演算が不要であり、復号化のためのデータ処理量を小さくできる。
その応用として、全てのブロックのループフィルタがＯｆｆとされるマクロブロックのヘッダに、それを示す１ビットのフラグをマクロブロックごとに付すようにしても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
画像信号をブロックノイズが生じないようにループフィルタを用いながら圧縮符号化して圧縮符号化信号を生成する動画像符号化装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施に係る動画像符号化装置の概略の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施に係るループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施に係るループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施に係る動画像符号化装置のヘッダ生成部の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施に係る動画像符号化装置の動作をフローチャートで示した図である。
【図６】本発明の実施に係る動画像符号化装置の要部の動作をフローチャートで示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１    イントラ予測部
１２    動き補償部
１３    動き予測部
１４    減算部
１５    変換部
１６    量子化部
１７    エントロピ符号化部
１８    メモリ
１９    ヘッダ生成部
２１    逆量子化部
２２    逆変換部
２３    加算部
２４    復号画像メモリ
２５    ループフィルタＯｎ／Ｏｆｆ決定部
２６    ループフィルタ部
２７    ＤＰＢ
１９１    スライスヘッダ読込み器
１９２    ループフィルタｏｆｆ情報係数器
１９３    スライス区間決定器
１９４    スライス情報更新器
１９５    スライスヘッダ書換え器
２５１    分散値算出器
２５２    閾値設定器
２５３    比較器
２５４    平均値算出器
２５５    閾値設定器
２５６    比較器
２５７    フィルタレベル決定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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